斜井底拱边顶拱滑模施工技术.doc
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斜井底拱、边顶拱滑模施工技术
钱兴喜刘光徐聪云
（三联总公司湖北宜昌三峡）
【摘要】三峡永久船闸地下输水系统，共有12条斜井，由于其具有短而陡，断面高度连续变化等特点，致使砼施工难度极大，先后采用了满堂架衬砌、底拱及边顶拱滑模等施工工法，其中以底拱、边顶拱滑模操作最为简便，应用最为广泛，值得在斜井砼施工中推广应用。
【关键字】三峡工程永久船闸斜井二次滑模施工技术
1概述
三峡工程永久船闸为南北双线五级船闸，其地下输水隧洞以南、中、北三条线布置。
地下输水隧洞由平洞、竖井、斜井三大部分组成，在二~五级竖井上游均设有斜井与上下游平洞相连，共有斜井四级12条（衬砌后为16条，中隔墩一分为二）。
斜井直段砼成形面为渐变城门洞形，顶拱半径R2.5m；边墙高度：
二级为3.0~4.2m，三~五级为2.5～2.9m；底板宽5.0m，由两个半径R0.5m的圆弧与直段连接而成；斜井倾角：
二级顶拱为57.6°、底板为54.5°，三~五级顶拱为57.5°、底板为56.9°；斜井长度：
二级为21.97m，三~五级为35.17m。
南北坡斜井设计砼厚度为0.6m；中隔墩斜井底板、两边墙设计砼厚度为1.0m，中隔墙砼厚为1.5m，正顶拱最大砼厚为1.2m。
砼设计标号为R90300#。
三~五级斜井体型断面见图1。
斜井体形由于高度是逐渐变大的，施工时考虑将底拱与边顶拱分开作两次施工；为使分缝位置对结构有利，底拱施工时包含1/4圆弧段及40cm高的直立边墙。
故斜井二次滑模由底模、顶模及相应的牵引系统等组成。
2底拱滑模
斜井底拱滑模主要由模板、支架、滚轮、抹面平台、轨道装置及牵引系统组成。
见图2所示。
（1）模体模板长1.5m，宽5m，采用6mm钢板与型钢制作而成，并与模板支架连为一体，在支架上设有4个滚动挂轮。
模板面板锥度为0.5％。
（2）轨道装置模板与轨道之间每侧各设置两个滚轮，滚轮侧挂于轨道上，安装后与轨道之间有3~5mm的间隙，以保证滚轮转动灵活。
轨道采用φ114×5mm无缝钢管，沿底拱以上1.095m两侧边墙各布置一条，轨道固定于侧部竖筋上，用10mm钢板相连。
为防止浇筑时模板上浮及左右偏移，轨道与底拱、边墙锚杆及部分结构钢筋焊连为一体。
见图3所示。
（3）牵引系统底拱滑模总重约2.5t，用两只5t手拉葫芦进行牵引。
手拉葫芦固定于井口钢支架上，通过钢丝绳与模板相连。
牵引时，人在井口进行操作，每次手拉葫芦行程完后，通过收缩钢丝绳来调整葫芦行程，通过钢丝绳与葫芦的不断收放，牵引滑模不断向上滑升。
3边顶拱滑模
边顶拱滑模主要由模板、台车架、行走轮、操作平台、轨道装置及牵引系统等组成。
滑模系统布置见图4。
（1）模板模板由顶模及侧模组成。
侧模长为1.5m，顶拱模部分加长至2m，模板分块制作后组合为一体。
模板面板厚度为6mm钢板，模板锥度0.5％。
（2）台车架采用工字钢及槽钢制作成装配式结构，用螺栓相连，以便运输及拆装。
台车架与模板、行走轮及抹面平台相连，前行走轮上设有卡轨器。
台车架上部平面可作为钢筋运输、绑扎平台，也可作为分料及振捣平台，平台均用木板铺设。
（3）轨道装置轨道设置在底板成型砼面上，间距为2.5m，轨道顶面平行于斜井顶拱。
由于三~五级斜井边墙高差为40cm，为使高度变化在隧洞砼衬砌过程中顺利实现，在轨道下面垫一高差为40cm的钢支座，轨道用压板固定于支座上。
为使顶模能顺利滑出井口，井口还需设置约5m长的延长轨道。
轨道布置见图5。
每套滑模前行走轮上配有2只夹轨器，滑模处于停滑状态时，用夹轨器夹紧轨道。
（4）牵引系统斜井边顶滑模台车总重约10t，滑模施工时，在井口上平洞布置一台JM-8慢速卷扬机，另外再增设两只10t手拉葫芦。
手拉葫芦作为模板砼浇筑滑升时牵引所用，而卷扬机则主要用于台车下放及钢筋运输、绑扎，当钢筋绑扎完、滑模就位后卷扬机便可拆除。
4斜井滑模施工
因底拱与边顶拱滑模均属有轨滑模，其施工工艺除轨道安装前略有不同外，其余均基本相同。
4.1底拱滑模施工
（1）工艺流程欠挖处理→锚杆制安→基础验收→钢筋安装→轨道安装→滑模安装→开仓准备→砼浇筑→模板滑升→模板拆除。
（2）欠挖处理首先对斜井全断面进行欠挖处理，避免局部出现较大欠挖而影响钢筋绑扎及砼施工；
（3）钢筋及轨道安装底板钢筋绑扎完验收合格后，经测量放线即可进行底拱滑模轨道的安装。
轨道与底拱竖筋和边墙锚杆之间需焊接，并进行可靠加固。
轨道安装后需调校平直，误差调整在控制范围内，并在表面涂抹黄油。
（4）模板安装轨道验收合格后，在上弯段进行模板和支架组装。
模板组装好后沿轨道下放至斜井底部，滑模采用2只5t手动葫芦牵引，在下滑过程中再次检查模板、轨道及钢筋是否在误差允许范围之内，并调整至合格。
4.2边顶拱滑模施工
（1）工艺流程缝面验收→锚杆制安→轨道安装→滑模安装调试→边顶钢筋安装→开仓准备→砼浇筑→模板滑升→模板拆除。
（2）锚杆制安边顶拱滑模施工时牵引使用的JM-8型卷扬机和2只10t手拉葫芦，均通过设置在斜井上弯段顶拱处的天轮进行转向，天轮与锚杆牢固连接。
锚杆设制后，需拉拔试验合格方可使用。
（3）轨道及模板安装轨道安装时，轨道支座利用预设的底板灌浆管进行固定。
滑模轨道中心距为2.5m，误差不得大于±5mm。
为使轨道顶面与斜井顶拱母线平行，在轨道下部垫一个高差值为0~40cm连续渐变的钢支座，将轨道与支座用压板压紧，并将钢支座与底板插筋焊为一体。
上部延长轨道长约5m，可在砼浇筑至井口时再行安装。
滑模在上平洞组装好后，将其下放至斜井。
为不影响交通，卷扬机尽量靠边布置，且钢丝绳与卷扬机滚筒正交。
（4）钢筋安装滑模系统调试正常后，即可用滑模进行钢筋的运输及绑扎。
钢筋除隔一定间距留部分人员出入口外，其余一次性绑扎完毕。
4.3砼浇筑
斜井边顶滑模与底拱滑模施工方法基本相似，其砼浇筑过程也大致相同：
（1）斜井部分钢筋密集，砼采用二级配，塌落度控制在14~16cm。
为缩短砼的初凝时间，提高滑升速度，砼拌和时采用ZB-1A型减水剂。
（2）布料厚度每层以30cm为宜，仓面布料需均匀上升。
（3）在底拱砼浇筑过程中，边墙上部需加盖模，盖模随着滑模的上升而逐渐拆除，并对出模后的砼面进行冲毛处理。
（4）脱模强度控制在0.1~0.3Mpa，滑升时以多动少滑为原则，每次滑升距离以10~20cm为宜，对滑出后的砼面及时进行压实、抹光及养护。
（5）砼运输根据每层布料需要量进行确定，加快每层布料速度，减少砼在搅拌车的滞留时间。
5质量与安全控制
（1）轨道精度底拱及边顶拱滑模均属有轨滑模，轨道安装的精度制约着砼体形及施工质量，尤其是底拱砼的成形质量直接影响到边顶拱的成形质量，故安装时轨道精度要严格控制，边顶滑模轨道中心以底拱砼中心为基准进行测量放线。
（2）工序验收各道工序完成后，需经严格验收，合格后方可进行下一道工序的施工。
（3）组织管理为保证有序施工，必须加强现场管理，将责任落实到人，制定完善的仓面设计。
（4）精心施工砼浇筑过程中下料、振捣、模板滑升、抹面及养护均需专人负责及指挥。
滑升中需及时检查模板偏移情况，并及时进行调整。
（5）安全控制由于斜井坡度较陡，为防飞石伤人，砼溜槽上部用保温被或彩条布覆盖；天轮等承力锚杆需拉拔试验合格后，方可使用；对卷扬机、葫芦、钢丝绳及转轮等经常进行检查维护，保证机械设备可靠运行。
6使用情况
永久船闸地下输水系统衬砌后共有斜井16条（中隔墩一分为二），在施工中使用了三种形式的模板，其中有14条斜井使用了底拱滑模，10条斜井使用了边顶拱滑模，4条斜井边顶拱使用了搭满堂架铺定型小钢模，2条斜井使用了全断面滑模。
斜井底拱、边顶拱滑模各制作了4套，斜井底拱及边顶滑模不仅用于南北坡，而且成功地用于中隔墩双洞的同步滑升。
在使用中，斜井底拱及边顶二次滑模体现出以下优缺点：
（1）、结构简单，操作、维护方便；
（2）、模板以轨道定位，使用中不易偏移，纠偏容易；
（3）、边顶滑模特别利于钢筋运输及绑扎，安全性高；
（4）、表面光滑平整，无错台、麻面等；
（5）、施工速度快，最快达4m/天；
（6）、模板滑升用手拉葫芦，牵引较费力；
（7）、由于采用二次滑升，工序重复，增加了对施工缝面的处理。
由于斜井采用底拱及边顶拱滑模重量轻、速度快、质量好、工期短、成本低，因此具有明显的经济效益。
以下为斜井边顶拱滑模与斜井搭满堂架立小钢模浇筑的主要经技术济指标对比表。
项目
模板型式
重量（t）
工期（d）
备注
单重
总重
分部
总体
1
底拱滑模
5
68
40
140
表中数量均以南北坡斜井计，中隔墩为南北坡的2倍。
满堂架小钢模
63
100
2
底拱滑模
5
21
40
90
边顶滑模
16
50
7结语
三峡工程永久船闸地下输水系统砼施工中滑模形式多样，作为斜井施工中的底拱、边顶拱滑模，具有结构简明、操作方便、校模简单等特点，衬砌后的砼表面质量较高，在南北坡及中隔墩斜井施工中取得了极大的成功，受到业主及监理的高度评价，为三峡永久船闸地下输水系统斜井优质、快速施工奠定了坚实的基础。
同时，在成门洞型斜井砼施工中，广泛采用底拱及边顶拱二次滑模施工技术，在国内水电工程中尚属首次。
斜井底拱及边顶拱二次滑模系统具有快速、方便、经济实用等特点，但相比全断面滑模用液压爬升器牵引而言，边顶拱滑模的手拉葫芦牵引则显得较为笨重、费力，但由于其安全保障性较高，该施工方法有许多地方值得推广应用。
在将来同类滑模施工中，滑升牵引亦可采用液压爬升器。
作者简介：
钱兴喜：
三联总公司副总工程师，高级工程师，来自水电十四局。
刘光：
三联总公司副总经理，高级工程师，水电十四局局长助理。
徐聪云：
三联总公司技术部，助理工程师，来自水电十四局。
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